[發明專利]一種石墨烯-納米鎳復合吸波材料在審
| 申請號： | 201510016327.2 | 申請日： | 2015-01-12 |
| 公開（公告）號： | CN104694078A | 公開（公告）日： | 2015-06-10 |
| 發明（設計）人： | 馮丹 | 申請（專利權）人： | 馮丹 |
| 主分類號： | C09K3/00 | 分類號： | C09K3/00;C08F292/00;C08G73/02 |
| 代理公司： | 無 | 代理人： | 無 |
| 地址： | 234000 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 石墨 納米 復合 材料 | ||
1.一種石墨烯-納米鎳復合吸波材料，其特征在于，該吸波材料為層狀納米復合吸波材料，納米鎳粒子均勻生長在石墨烯片層中，在石墨烯片層上負載粒徑約為20-100nm的納米鎳粒子，且聚苯胺包覆于負載有納米鎳粒子的石墨烯片層表面；
所述吸波材料的制備方法包括以下步驟：
步驟一，將石墨制成尺寸為50-200目得石墨粉，之后加入至質量分數為35％的鹽酸溶液中，攪拌30min，之后采用去離子水反復沖洗使得PH值為中性，烘干待用；
將前述烘干待用的石墨粉、過硫酸鉀和P2O5加入濃硫酸中，形成混合物，所形成的混合物的PH值為1.5，將該混合物在60℃下攪拌1-2h，然后以5℃/min的速率升溫至80℃下攪拌2-4h，最后以2℃/min升溫至87℃攪拌1-2h，然后采用蒸餾水稀釋該混合物，將該混合物的PH值稀釋至3.6，放置36h后采用蒸餾水過濾，使得混合物PH值為6-7，后進行室溫干燥，所述石墨粉、過硫酸鉀、P2O5和濃硫酸的質量比為1-3∶1-2∶1-2∶5-10；
將干燥后的混合物加入到濃硝酸中攪拌45-60min，使得PH值為2-4，所述干燥后的混合物與濃硝酸的質量比為1-4∶50-100，攪拌均勻后在-8℃下第一次加入KMnO4，攪拌30min，之后降溫至-12℃下第二次加入KMnO4，攪拌30min，最后降溫至-15℃下第三次加入KMnO4，攪拌20min，得到預氧化的石墨混合物，所述第一次加入KMnO4，第二次加入KMnO4和第三次加入KMnO4的質量比為1∶2∶3，所述干燥后的混合物與總的KMnO4的比值為1-2∶10-15。
將得到預氧化的石墨混合物過濾并干燥后，放置于馬弗爐中進行加熱處理，熱處理的溫度為在1100℃下處理10-20s，1150℃下處理15-20s，1180℃下處理20-30s，得到膨脹石墨；
步驟二，將步驟一所制的膨脹石墨放入保溫箱中升溫到40℃，反應3h，隨后，加入與預氧化的石墨混合物體積一致量的第一蒸餾水，接著反應2.5h，將保溫箱溫度保溫至40℃，再次加入第二蒸餾水和H2O2反應10-60min，所述第二蒸餾水的量是第一蒸餾水的1-1.5倍，第二蒸餾水和H2O2的體積比為4-20∶1，反應結束后進行離心分離10min，轉速8000～10000r/min，離心分離后產物用鹽酸溶液洗滌，該鹽酸溶液的體積為離心分離后產物體積的10-50倍，最后透析7-8天得到氧化石墨；將氧化石墨采用二甲亞砜超聲溶解后加入N-羥基丁二酰亞胺和自制表面處理劑于35℃下攪拌2h，產物進行抽濾、洗滌、烘干，即得到表面處理的氧化石墨。
步驟三，表面接枝，將步驟三所得到表面處理的氧化石墨與所需接枝的聚合物混合，并加熱至80-95℃并通入氮氣，并加入含有四價鈰離子的溶液，攪拌反應2-4h，經過濾、洗滌、干燥，得到所述聚合物接枝氧化石墨，所述氧化石墨與所需接枝的聚合物的質量比為1-2∶1-3，所需接枝的聚合物由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯組成，所述甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯的質量比為1∶1∶2∶1；
步驟四，分散
將步驟三所得的表面接枝的石墨1-2g在-10-30℃下進行冰凍干燥后與1-10g聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷三嵌段共聚物一并放入500ml的乙二醇中超聲分散形成均勻的第一分散液；同時將20-40ml氯化亞鎳乙二醇溶液(0.1mol/ml)，6～25g聚乙烯吡咯烷酮和10～50g?NH4Ac溶解于500-1000mL的乙二醇中形成第二分散液，將第一分散液和第二分散液混合攪拌，并用氨水調節，使之成為PH值為9-11的澄清溶液；
步驟五，將100ml步驟三所得到的澄清溶液放入反應釜中，密封之后，加熱到130℃，保溫2h，之后以2-4℃/min的升溫速率升溫至150℃，保溫4h，之后以3-6℃/min的升溫速率升溫至200℃，保溫3h，然后以5-7℃/min的降溫速度降溫至180℃保溫2h，最后再以3-6℃/min的升溫速率升溫至200℃，保溫7h，待反應完成后，將反應釜取出，使之冷卻到室溫，所述降溫速度為3-6℃/min，將所得的粉末離心分離10min，轉速8000～10000r/min，采用無水乙醇和去離子水各洗滌三次，在50～70℃真空干燥24h，得到第一產物；
將5g第一產物和5-10g苯胺單體加入至十二烷基苯磺酸的溶液中，超聲分散65min，形成第二產物，所述第一產物和十二烷基苯磺酸的質量比為1-1.5∶8-15；
將3g過硫酸銨溶解在80-120ml蒸餾水中，緩慢滴加到第二產物中，攪拌反應15h，反應結束后，抽濾，分別用蒸餾水、乙醇洗滌產物至濾液無色，50～70℃真空干燥24～36h，得到吸波材料。
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